Dr.赛诺贝尔奖追踪 | 量子点

最近2023年诺贝尔化学奖已经揭秘，蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫三位科学家因他们在发现和合成量子点（Quantum dots）方面所作出的贡献共同分享了这一奖项（Figure 1）。

Figure 1. 2023诺贝尔化学奖

图源：诺贝尔奖委员会官网

（ https://www.nobelpeaceprize.org/）

那么量子点到底是什么呢，今天Dr.赛就带着同学们来一探究竟。

量子点是一类非常小的纳米晶体材料，它由不同数量的原子构成，量子点吸收电子后便会发出特定频率的光，而发出的光频率会随着量子点粒径的改变而变化，因而通过调节粒径大小就可以控制其发出的光颜色（Figure 2）。

量子点的特点有斯托克斯位移大、激发光谱宽而发射光谱窄、荧光强度和稳定性高和较好的生物相容性，这使得其在生物成像方面占有一席之地，相较于传统小分子荧光染料在成像中呈现的容易淬灭、荧光弱等情况，量子点通常展现出更好的成像效果。尤其针对于体内成像这种本身具有自发荧光背景的情况，量子点也能展现高信背比的成像效果（Figure 3）。

量子点荧光稳定性强，常被应用于细胞成像和体内成像，根据荧光强度的变化还可以用于检测多种离子（K+、Fe3+、ONOO-）、药物分子（四环素、抗生素、甲氨蝶呤）、生物分子（DNA、蛋白质、胆固醇）、pH值等，量子点表面经过修饰后还能对药物进行递送，被广泛应用于靶向治疗、光动力和光热治疗、免疫学和基因治疗等（Figure 4）。

量子点表面经过不同结构修饰后能实现和生物分子进行特异性偶联，满足某些特定靶标的标记示踪及检测实验的需要。根据和生物分子偶联方式不同，可以分为共价结合和非共价结合两种，在共价结合中，量子点表面用活泼基团修饰可以与含有游离氨基或羧基的生物分子结合；而在非共价结合中，通常是量子点表面带有的电荷与生物分子通过静电相互作用或高亲和力相互作用相结合。量子点产品数量很多，根据具体的实验目的可以选择对应的产品来满足不同的实验需求（Table 1）。